Question

能量是一個(gè)世界性的話題，如何充分利用能量、開(kāi)發(fā)新能源，為人類服務(wù)是廣大科技工作者不懈努力的目標(biāo)．

（1）如圖1所示，組成一個(gè)原電池．
①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)：Cu電極是

 

 （填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)為

 

；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)：Cu電極是

 

極，其電極反應(yīng)為

 

．
（2）請(qǐng)寫出用惰性電極電解硫酸銅溶液的總化學(xué)方程式

 

．
（3）燃燒氫氣時(shí)耗氧量小，放出熱量多．已知4g H₂燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，試寫出表示H₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：

 

．
（4）如圖2是一碳酸鹽燃料電池（MCFC），以水煤氣（CO、H₂）為燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物為電解質(zhì)．寫出B極發(fā)生的電極反應(yīng)式：

 

．
（5）將TiO₂轉(zhuǎn)化為TiCl₄是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一．已知：
TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol
C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
則反應(yīng)TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）═TiCl₄（l）+2CO（g）的△H是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,熱化學(xué)方程式,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,電解原理

專題：

分析：（1）①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)：Fe易失電子作負(fù)極、Cu作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)：鐵和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，Cu易失電子作負(fù)極、Fe作正極，負(fù)極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）用惰性電極電解硫酸銅溶液時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上銅離子放電生成銅，同時(shí)電解質(zhì)溶液中還生成硫酸；
（3）4g氫氣的物質(zhì)的量是2mol，2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出571.6kJ，則1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ熱量；
（4）根據(jù)圖知，B上通入的是氧化劑氧氣，所以作正極，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子；
（5）TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol ①
C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol ②
將方程式①+2②得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）═TiCl₄（l）+2CO（g），△H進(jìn)行相應(yīng)的改變．

解答： 解：（1）①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)：Fe易失電子作負(fù)極、Cu作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：正；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②當(dāng)電解質(zhì)溶液為濃硝酸時(shí)：鐵和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，Cu易失電子作負(fù)極、Fe作正極，負(fù)極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：負(fù)；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）用惰性電極電解硫酸銅溶液時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上銅離子放電生成銅，同時(shí)電解質(zhì)溶液中還生成硫酸，電池反應(yīng)式為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（3）4g氫氣的物質(zhì)的量是2mol，2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出571.6kJ，則1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ熱量，其燃燒熱化學(xué)方程式為 H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（4）根據(jù)圖知，B上通入的是氧化劑氧氣，所以作正極，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，故答案為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；
（5）TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140.5kJ/mol ①
C（s，石墨）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol ②
將方程式①+2②得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s，石墨）═TiCl₄（l）+2CO（g），則△H=（+140.5kJ/mol）+2（-110.5kJ/mol）=-80.5kJ/mol，
故答案為：-80.5kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池原理、蓋斯定律、燃燒熱等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查基本理論，注意不能根據(jù)金屬的活潑性強(qiáng)弱判斷正負(fù)極，要根據(jù)失電子難易程度判斷正負(fù)極，為易錯(cuò)點(diǎn)．